| 【発明の名称】 |
副弁付回転弁の開閉装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】真本 英光
【氏名】藤川 豊
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| 【要約】 |
【課題】歯車機構以外で、セルフロック機能を有して、１本の操作軸によって主副弁軸を選択的に回転させる。
【解決手段】副弁軸５により副弁体４を、主弁軸３により主弁体２を、それぞれ単独に回転させる弁開閉装置である。操作軸１１を回すと、駆動チューブ１３が昇降し、このチューブ１３に固定のピン１６のガイド溝１８、１９内の摺動により主弁軸３、副弁軸５と一体のチューブ１４、１５が回転する。すなわち、ガイド溝１８、１９は垂直部とらせん部を有し、ピン１６が垂直部にある場合、チューブ１４、１５は回転せず、らせん部にある場合に、チューブ１３の昇降にともなうピン１６の昇降により、そのガイド溝１８、１９を介してチューブ１４、１５が回転して弁体２、４を開閉する。操作軸１１と駆動チューブ１３はねじ結合のため、駆動チューブ１３への上下方向の力では操作軸１１は回転し得ず、弁体２、４の任意の開閉位置でセルフロックがなされる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 主弁体２の中心部に副弁体４を設け、前記主弁体２の主弁軸３に前記副弁体４の副弁軸５を貫通し、その両弁軸３、５を選択的に回すことにより、主弁体２及び副弁体４を選択的に回転させる副弁付回転弁Ｖの開閉装置Ａであって、弁箱１に固定したケーシング１０に操作軸１１を回転自在に支持してそのケーシング１０内に挿入するとともに、ケーシング１０内には駆動チューブ１３、主弁ドライブチューブ１４及び副弁ドライブチューブ１５を同一軸心に設け、上記駆動チューブ１３は、上記ケーシング１０にその軸心方向にのみ移動可能で、上記操作軸１１とねじ合ってその操作軸１１の回転により昇降するものであり、上記主弁ドライブチューブ１４はその軸心周りに回転自在となって上記主弁軸３に連結されており、上記副弁ドライブチューブ１５はその軸心周りに回転自在となって上記副弁軸５に連結されており、上記駆動チューブ１３と主弁ドライブチューブ１４及び副弁ドライブチューブ１５の間には、駆動チューブ１３の昇降を両ドライブチューブ１４、１５の回転に変換する手段が設けられ、この変換手段は、開弁作用時、副弁ドライブチューブ１５を回転させて副弁を開放した後、主弁ドライブチューブ１４を回転させて主弁を開放し、閉弁作用時、主弁ドライブチューブ１４を回転させて主弁を閉じた後、副弁ドライブチューブ１５を回転させて副弁を閉じるものであることを特徴とする副弁付回転弁の開閉装置。
【請求項２】 上記各チューブ１３、１４、１５が径方向に重なり合い、その駆動チューブ１３に主弁ドライブチューブ１４及び副弁ドライブチューブ１５のそれぞれのガイド溝１８、１９にその長さ方向に移動自在に嵌まるガイドピン１６を設け、その両ガイド溝１８、１９は、上下方向の垂直部１８ｂ、１９ｂとその一端から上下方向に伸びる傾斜部１８ａ、１９ａとから成り、前記一方のピン１６が一方のガイド溝１８の垂直部１８ｂにあるとき、他方のピン１６が他方のガイド溝１９の傾斜部１９ａにあり、一方のピン１６が一方のガイド溝１８の傾斜部１８ａにあるとき、他方のピン１６が他方のガイド溝１９の垂直部１９ｂにあって、それぞれのピン１６がガイド溝１８、１９の傾斜部１８ａ、１９ａにあるとき、駆動チューブ１３の昇降により、ピン１６とガイド溝１８、１９の摺接によって、両ドライブチューブ１４、１５が回転するようにして、上記変換手段をなしたことを特徴とする請求項１に記載の副弁付回転弁の開閉装置。
【請求項３】 上記ケーシング１０と主弁ドライブチューブ１４の間に主弁全開及び全閉用ストッパー２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂを設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の副弁付回転弁の開閉装置。
【請求項４】 上記副弁軸５を副弁ドライブチューブ１５にその軸心周りに回転可能に嵌着し、その副弁軸５と副弁ドライブチューブ１５の一体化を摩擦式締結リング２４で行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載の副弁付回転弁の開閉装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、主弁体の中心部に副弁体を設け、その両弁体を１つの操作軸により回転させて弁を開閉する副弁付回転弁の開閉装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】副弁付回転弁は、この発明の一実施例を示す図１、図５乃至図７を参照して説明すると、弁箱１内に主弁体２を設けてその主弁軸３を弁箱１外に導くとともに、主弁体２の中心部に副弁体４を設けてその副弁軸５を主弁軸３に貫通したものであり、その両弁軸３、５を選択的に回すことにより、主弁体２及び副弁体４を選択的に回転させて弁を開閉する。
【０００３】例えば、図５（ｃ）に示すように、両弁体２、４を閉じることにより、弁Ｖを完全に閉じ、開弁時、図６（ｃ）に示すように、まず副弁体４を開放し、つづけて図７（ｃ）に示すように主弁体２を開放する。この開放時、副弁体４の前もっての開放により主弁体２の開放は容易である（図７（ｃ）参照）。一方、閉弁時には、まず、副弁体４が開放した状態で主弁体２が閉じ、つづけて副弁体４が閉じる。このとき、副弁の開放状態での主弁の閉止のため、急速閉止しても水撃圧が大幅に緩和される。また、副弁の開閉度合で流量の微調整を行うこともできる。
【０００４】この副弁付回転弁Ｖにおいて、多くのものは、上記主弁軸２と副弁軸４をそれぞれ別の操作軸で回すようにしているが、コンパクト化の点などから、１つの操作軸で行う技術（弁開閉装置）が特公平４−２０１０８号公報などに開示されている。その弁開閉装置は、欠歯歯車の間欠的な噛み合いなどによって、上記の主副弁の開閉作用を行うとともにセルフロックを行うものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の１つの操作軸による弁の開閉装置は、歯車の噛み合い方式のため、その歯車を並列して設けており、嵩が大きなものとなっている。また、セルフロック機能を歯車の噛み合いとは別の構成で行なう必要があるため、構造が複雑となっており、加工、組立面からコストアップの要因となっている。
【０００６】この発明は、歯車機構によらずに、一つの操作軸により、セルフロック機能を有して主弁軸及び副弁軸を回転し得るようにすることを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するために、この発明は、まず、操作軸のねじ込み回転により弁軸操作用駆動チューブを昇降させて、そのねじ結合によりセルフロック機能を得るようにしたのである。
【０００８】つぎに、この発明は、主弁軸回転用チューブと副弁軸回転チューブ及び上記駆動チューブの組合せにより、その駆動チューブの昇降でもって直線・回転変換手段を介して両回転用チューブ（ドライブチューブ）を回転させて主弁軸又は副弁軸を回転するようにしたのである。チューブ同士であれば、同一軸心にし易く、また、径方向に重ねて嵌めることもできて、コンパクト化を図り得る。
【０００９】
【発明の実施の形態】この発明の実施の形態としては、主弁体の中心部に副弁体を設け、前記主弁体の主弁軸に前記副弁体の副弁軸を貫通し、その両弁軸を選択的に回すことにより、主弁体及び副弁体を選択的に回転させる副弁付回転弁の開閉装置において、弁箱に固定したケーシングに操作軸を回転自在に支持してそのケーシング内に挿入するとともに、ケーシング内には駆動チューブ、主弁ドライブチューブ及び副弁ドライブチューブを同一軸心に設け、上記駆動チューブは、上記ケーシングにその軸心方向にのみ移動可能で、上記操作軸とねじ合ってその操作軸の回転により昇降するものであり、上記主弁ドライブチューブはその軸心周りに回転自在となって上記主弁軸に連結されており、上記副弁ドライブチューブはその軸心周りに回転自在となって上記副弁軸に連結されており、上記駆動チューブと主弁ドライブチューブ及び副弁ドライブチューブの間には、駆動チューブの昇降を両ドライブチューブの回転に変換する手段が設けられ、この変換手段は、開弁作用時、副弁ドライブチューブを回転させて副弁を開放した後、主弁ドライブチューブを回転させて主弁を開放し、閉弁作用時、主弁ドライブチューブを回転させて主弁を閉じた後、副弁ドライブチューブを回転させて副弁を閉じるものである構成を採用し得る。
【００１０】上記変換手段の具体的構成としては、上記各チューブが径方向に重なり合い、その駆動チューブに主弁ドライブチューブ及び副弁ドライブチューブのそれぞれのガイド溝にその長さ方向に移動自在に嵌まるガイドピンを設け、その両ガイド溝は、上下方向の垂直部とその一端から上下方向に伸びる傾斜部とから成り、前記一方のピンが一方のガイド溝の垂直部にあるとき、他方のピンが他方のガイド溝の傾斜部にあり、一方のピンが一方のガイド溝の傾斜部にあるとき、他方のピンが他方のガイド溝の垂直部にあって、それぞれのピンがガイド溝の傾斜部にあるとき、駆動チューブの昇降により、ピンとガイド溝の摺接によって、両ドライブチューブが回転するようにしたものを採用し得る。
【００１１】上記各構成において、上記ケーシングと主弁ドライブチューブの間に主弁全開及び全閉用ストッパーを設ければ、操作軸の回転数を考慮することなく、全開時又は全閉時の位置決めを正確に行い得る。
【００１２】また、上記副弁軸を副弁ドライブチューブにその軸心周りに回転可能に嵌着し、その副弁軸と副弁ドライブチューブの一体化を摩擦式締結リングで行うようにすれば、その締結リングを弛めて、副弁軸と副弁ドライブチューブの周方向の嵌合位置を調整して、主弁と副弁の開閉誤差を調節し、調節し終われば、締結リングを締めて副弁軸と副弁ドライブチューブを一体化する。このとき、締結リングは摩擦式のため、調整位置をリニアー的に変更することができ、キーの位置合わせなどもなく、組立てが容易であるうえに、精度の高い調整を行い得る。
【００１３】
【実施例】一実施例を図１乃至図７に示し、この実施例は、上述のように、副弁内蔵式バタフライ弁装置に係り、管路に介設される弁箱１内に主弁体２を設けてその主弁軸３を弁箱１外に導くとともに、主弁体２の中心部に副弁体４を設けてその副弁軸５を主弁軸３に貫通している。図中、６は主弁座、７は副弁座である。
【００１４】弁箱１の上面には開閉装置Ａのケーシング１０がボルト止めされ、このケーシング１０の上壁から弁軸３、５と同一軸心の操作動１１が挿入されて軸受１２により回転自在に支持されている。ケーシング１０には、駆動チューブ１３、主弁ドライブチューブ１４及び副弁ドライブチューブ１５が同一軸心で径方向に重なって設けられている。駆動チューブ１３は、前記操作軸１１がねじ通って、操作軸１１の回転により昇降する。駆動チューブ１３の側面対象位置にピン１６、１６が突設されている。ピン１６の数及び位置は任意であるが、周方向の等分位置が好ましい。
【００１５】ピン１６はケーシング１０の内面に形成されたガイド（溝）１７に摺動自在に嵌合しており、この嵌合により、駆動チューブ１３は回転することなく昇降する。また、ピン１６は主弁ドライブチューブ１４のガイド溝１８を摺動自在に貫通するとともに副弁ドライブチューブ１５のガイド溝１９に摺動自在に嵌入している。その両ガイド溝１８、１９は、図５乃至図７の各（ａ）、（ｂ）に示すように、それぞれ上下方向に傾斜するらせん部（傾斜部）１８ａ、１９ａとその一端から上下に延びる垂直部１８ｂ、１９ｂとから成り、上下方向の長さにおいて、主弁ドライブチューブ１４の垂直部１９ｂと副弁ドライブチューブ１５のらせん部１８ａが同一となり、同らせん部１９ａと同垂直部１８ｂが同一となっている。このことにより、後述の弁の開閉作用時、副弁体４が開放した後、主弁体２が開放し、逆に、主弁体２が閉じた後、副弁体４が閉じる作用をなす。
【００１６】主弁ドライブチューブ１４にはスプライン結合２０ａにより主弁ドライブスリーブ２０が連結され、このスリーブ２０がキー結合２０ｂにより主弁軸３に結合されている。このため、主弁ドライブチューブ１４の回転によりスリーブ２０及び主弁軸３を介して主弁体２が開閉する。主弁ドライブチューブ１４の側面には突起２１ａ、２１ｂが形成されており、図４（ａ）に示すように、この一方の突起２１ａがケーシング１０の一方の調整ボルト２２ａに当接することにより、主弁体２の完全閉止状態が位置決めされ、同図鎖線のごとく、他方の突起２１ｂが他方の調整ボルト２２ｂに当接することにより、主弁体２の完全開放状態が位置決めされる。すなわち、突起２１ａ、２１ｂとボルト２２ａ、２２ｂによって、主弁全開及び全閉用の位置決めストッパーをなしている。調整ボルト２２ａ、２２ｂの突出度合の調整で完全閉止位置及び完全開放位置を調整する。
【００１７】副弁ドライブチューブ１５にはスプライン結合２３ａにより同ドライブスリーブ２３が連結され、このスリーブ２３は副弁軸５に回転可能に嵌着されている。スリーブ２３と副弁軸５間に摩擦式締結リング２４が設けられており、この締結リング２４は、ボルトをねじ込むことにより、両者２３、５間に圧接して摩擦力により両者を一体化する。このため、この締結リング２４を弛めて、副弁軸５とスリーブ２３の周方向の嵌合位置を調整して、主弁体２と副弁体４の開閉誤差を調節し、調節し終われば、締結リング２４を締めて両者５、２３を一体化する。
【００１８】この実施例は以上の構成であり、図５に示す閉弁状態においては、ピン１６は各ガイド溝１８、１９の上端にあり、この状態から、操作軸１１を回転させて、駆動チューブ１３が下降すると、同図鎖線のごとく、ピン１６がガイド溝１８、１９内を摺動する。このとき、副弁ドライブチューブ１５側においては、ピン１６がガイド溝１９のらせん部１９ａにあるため、その駆動チューブ１３の下降につれて副弁ドライブチューブ１５は左方に（右回りに）回転する。一方、主弁ドライブチューブ１４側においては、ピン１６がガイド溝１８の垂直部１８ｂにあるため、主弁ドライブチューブ１４は回転力を受けずに静止状態を維持する。すなわち、副弁体４のみが回転して副弁が開放され、主弁体２は閉じたままで、主弁は開放されない。
【００１９】つぎに、図６に示すように、ピン１６がガイド溝１８、１９のらせん部１８ａ、１９ａと垂直部１８ｂ、１９ｂの分岐点に来ると、副弁体４は完全に開放され、この状態から、さらに駆動チューブ１３が下降すると、図７鎖線のごとく、副弁ドライブチューブ１５側においては、ピン１６がガイド溝１９の垂直部１９ｂにあるため、副弁ドライブチューブ１５は回転力を受けず、副弁体４は開放状態を維持する。一方、主弁ドライブチューブ１４側においては、ピン１６がガイド溝１８のらせん部１８ａにあるため、駆動チューブ１３の下降につれて主弁ドライブチューブ１４は左方に（右回りに）回転する。すなわち、主弁体２のみが回転して主弁が開放され、副弁体４は開放状態を維持する。やがて、ピン１６がガイド溝１８、１９の下端に至ると、図７実線のごとく、主弁体２が完全に開放される。
【００２０】この開放状態から、操作軸１１を逆転させて、駆動チューブ１３を上昇させれば、上述と逆作用により閉弁される。すなわち、まず、主弁体２が閉じ、その後に副弁体４が閉じる。
【００２１】これらの弁Ｖの開閉状態において、各弁体２、４に働く流体圧力により弁軸３、５、すなわち、主副弁ドライブチューブ１４、１５が回転しようとして、その力がガイド溝１８、１９及びピン１６を介して駆動チューブ１３に作用するが、駆動チューブ１３は回転し得ないため、弁体２、４は動き得ず、セルフロックがかかっている。
【００２２】図８は、操作軸１１に減速機３０を設けた実施例であり、この減速機３０は自己の操作軸３１と操作軸１１とを減速歯車機構３２により連結したものであり、操作軸３１により、小さな力で弁軸３、５を回転して弁の開閉を行うことができる。
【００２３】実施例では、一のピン１６により、両ドライブチューブ１４、１５のガイド溝１８、１９にそれぞれ嵌合するピンを兼ねているが、駆動チューブ１３にそれぞれ固定のピンを両チューブ１４、１５のガイド溝１８、１９にそれぞれ嵌合するようにしてもよい。この場合、ガイド溝１８と１９は上下にずらすことができる。また、駆動チューブ１３を主弁ドライブチューブ１４の外側とすることもできる。
【００２４】また、開閉装置Ａの操作軸１１と各チューブ１３、１４、１５の軸心を同一としたが、操作軸１１はチューブ１３等と同一軸心でなく、偏心していても駆動チューブ１３を昇降することができて、この発明の効果を得ることができる。また、開閉装置Ａの軸心（チューブ１３等の軸心）と主弁軸３、５の軸心はずらすことができ、この場合には両者を歯車機構などによって連結する。さらに、締結リング２４は、主弁ドライブスリーブ２０と主弁軸３の間に介設して、この両者２０、３間で、主弁体２と副弁体４の開閉誤差を調節するようにもし得る。
【００２５】
【発明の効果】この発明は、歯車機構によらずに、一操作軸により主弁軸及び副弁軸を回転し得るようにしたので、歯車加工などの特殊加工が不要であり、安価なものとなる。また、セルフロック機能を有するため、ウォーム減速機構などのセルフロック機構も不要であり、コンパクト化を図り得る。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００１４２５９５
【氏名又は名称】株式会社栗本鐵工所
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| 【出願日】 |
平成１０年１２月２４日（１９９８．１２．２４） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７４２０６
【弁理士】
【氏名又は名称】鎌田 文二 （外２名）
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| 【公開番号】 |
特開２０００−１９３１０３（Ｐ２０００−１９３１０３Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年７月１４日（２０００．７．１４） |
| 【出願番号】 |
特願平１０−３６７３４３ |
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